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<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"><html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312"/><title>DSP编程和多个DSP并行处理（转载） jacobw </title></head><body><center><h1>BBS 水木清华站∶精华区</h1></center><a name="top"></a>发信人: sunno (民工★节网失败ing), 信区: Embedded <br />标 题: [范文][嵌入式系统]DSP编程和多个DSP并行处理 （转载 <br />发信站: BBS 水木清华站 (Sat Apr 15 14:33:10 2000) <br /> <br />【 本文转载自New_board版 】 <br />【 原文由MONET (笑面佛)发表 】 <br /> <br />发信人: camera (RedSnow), 信区: Circuit <br />标 题: DSP编程和多个DSP并行处理 <br />发信站: BBS 水木清华站 (Thu Oct 9 01:44:24 1997) <br /> <br /> <br /> 一、DSP程序开发 <br /> <br /> 为了使DSP有效运行、必须要用能充分考虑DSP内部并 <br />行性的汇编语言进行编制DSP程序。前面提到，美国TI公 <br />司的DSP推销员说DSP编程容易，实际上他是指DSP的汇编语 <br />言相对于计算机的汇编语言而言，比较容易一些，因为没 <br />有像计算机汇编语言那样复杂。但是，对于习惯用高级语 <br />言编程的用户，利用DSP汇编语言编程还是有困难的。因 <br />为，汇编语言是面向机器的程序设计语言，它是一种把机 <br />器语言（机器指令码）符号化的低级程序设计语言。使用 <br />计算机汇编语言的用户一定要熟悉机器硬件结构和指令系 <br />统；使用DSP汇编语言的用户一定要熟悉DSP芯片内部结构 <br />和指令系统，这对于DSP用户来说也实非容易的事情。 <br /> <br /> 从发展DSP应用角度观察，应该有相当规模的DSP开发 <br />应用队伍，这个队伍的成员应该掌握使用汇编语言Assemb <br />lyLanguage编程基本功，才能开发出高效率的DSP应用程 <br />序。特别是在利用多个DSP芯片开展并行处理应用时，具有 <br />这种编程基本功底是绝对必要的。甚至，在某些专业应用 <br />领域，诸如，日本简易便携电话PHS、磁盘驱动器里的控 <br />制系统等，可能仅有一块DSP芯片，供编程的空间很小，需 <br />要用DSP指令编写高效率精干的小程序。因为，利用汇编 <br />语言编制应用程序，DSP还需要一种汇编程序Assembler通 <br />过代真把源程序中各个符号转换成DSP可执行的指令代码。 <br />Assembler也要占用DSP的有限存储空间。前文提及的正确 <br />理解DSP，实际上也包括这一层含义。也就是说，不对DSP <br />的性能和结构有透澈地了解，很难推广DSP应用。 <br /> <br /> 从DSP编程角度观察，需要重视以下两点：首先，DSP <br />处理任务的执行时间要给予重视，其次，C语言及其编译 <br />程序Compiler支持工具也很重要。这是日本武藏工业大学 <br />的学者曾祢元隆等研究DSP应用的重要心得体会，对于推广 <br />DSP应用具有重要意义。 <br /> <br /> 现在，美国TI公司尽管已提供软件支持工具，但是， <br />对于并行执令还有一定的困难。如今美国、墨西哥和日本 <br />武藏工业大学等，正在积极地开发更好用的编译程序，除 <br />了特殊指令以外，已经可以实现自动翻译。日本武藏工业 <br />大学的DSP研究与开发状况如下：对于TI公司的DSP系列产 <br />品中的C40和C3X的新编译程序已基本上开发出来，对于其 <br />他的DSP用的软件工具正在加紧研究与开发之中。 <br /> <br /> 二、多个DSP并行处理 <br /> <br /> 随着数字信号处理器DSP芯片逐年增多和芯片价格的 <br />降低，多个DSP芯片并行处理的实用化研究，成为近年来DS <br />P研究热点之一。提起多个DSP并行处理，使人们很快联想 <br />到跨入九十年代的超级并行处理MPP（MassivelyParalleP <br />rocessing）巨型机热潮。这类机器一上市，宣称具备三 <br />大特点： <br /> <br /> 〈1〉高性能—MPP巨型机的峰值处理性能可以理解为 <br />单个微处理器的性能与系统内容纳的微处理器总个数的乘 <br />积，系统里链接的MPU个数愈多，则峰值处理速度愈高； <br /> <br /> 〈2〉伸缩性—系统伸缩性包含多种含义，系统性能 <br />、系统通信带宽等都与系统内链接的微处理器个数成线性 <br />增长关系，系统规模可大可小，表现出良好的可伸缩性； <br /> <br /> 〈3〉高性能／价格比—无论CISC还是RISC微处理器M <br />PU都是工业化大生产的标准产品，构筑成MPP巨型机，其 <br />性能可同向量机媲美，而价格仅为向量巨型机的1／10甚至 <br />更低，堪称是高性能／价格比。 <br /> <br /> 九十年代初期的MPP巨型机，由于技术不够成熟，特 <br />别是编译系统不成熟，导至MPP巨型机实际有效性能仅为其 <br />峰值处理速度的1／10以下。早期的MPP巨型机厂家，如象 <br />赫赫有名的美国TMC公司、KSR（KendallSquareResearch <br />）公司都先后倒闭，美国著名的小巨型机厂家Convex公司 <br />已被HP公司并购。但是，这些有创见的小公司开发的先进 <br />技术，依然存在并经过不断改进正被发扬光大。例如，有 <br />关的“超级计算机更高无尽头”报道，MPP巨型机的峰值处 <br />理速度已超过1TFLOPS，正向100TFLOPS冲刺。 <br /> <br /> 现在，对于超级并行处理MPP技术已历经多年探索研 <br />究，正开始走出摇篮期向成熟化方向迈进。据日本京都大 <br />学工学部教授富田真治分析，MPP技术走向成熟，将需在以 <br />下5方面取得突破性进展：〈1〉并行处理语言、调试程序 <br />和软件工具，要求实现标准化；〈2〉需要加强应用研究 <br />，掌握和理解大规模应用程序，要对并行处理程序的处理 <br />类型分类，需要有基准测试程序评价；〈3〉研究MPP巨型 <br />机的单元处理器的体系结构，优化出单元处理器结构；〈4 <br />〉共享存储器结构和消息传送结构有待进一步研究，大规 <br />模共享存储器系统里，缓存控制采取登录方式可能会有大 <br />发展；〈5〉高速互连网络和同步结构是MPP系统的重要组 <br />成部分，有待进一步研究和发展。美国NII构想的核心部 <br />分HPCC计划已接近尾声，日本与美国HPCC对抗的计划Manda <br />la正在实施，将必然要对上述MPP关键性技术取得突破性 <br />进展。 <br /> <br /> 在这样的背景下，国际上出现多个DSP并行处理研究 <br />与开发热点，显然是紧密相关的。因为，把MPP系统与现在 <br />研究的多个DSP并行处理系统两相对照（参阅图1所示的多 <br />个DSP网络拓扑结构），不难发现MPP系统和多个DSP并行 <br />处理系统极为相拟。现在之所以称图1所示的系统为多个DS <br />P并行处理系统，是因为网络结点上的处理器是数字信号 <br />处理器DSP。假若标明处理器是复杂指令集计算机CISC型或 <br />精简指令集计算机RISC型微处理器MPU，则该系统就是超 <br />级并行处理巨型机系统。因此，现在出现的多个DSP网络拓 <br />扑结构或者多个DSP并行处理系统并不是新东西，而是现 <br />代MPP技术向数字信号处理领域扩散的结果。现代科学技术 <br />高度综合发展的今天，各种科学技术相互交叉和渗透，MP <br />P技术扩展到数字信号处理领域也是很自然的。 <br /> <br /> 欧美各工业发达国家已把DSP并行处理系统中结点处 <br />理器个数扩展到128个，试图获得更高的信号处理速度。日 <br />本武藏工业大学现已研制出几种DSP网络，例如，C25 16 <br />、C40 32和86220 16等，实现高速运算。据该大学的DS <br />P研究与开发实践发明，利用多个DSP执行大规模处理任务 <br />时，各DSP之间交换数据实现数据通信和对各DSP均衡地分 <br />配处理任务，都是重要的研究课题。这个问题不解决，尽 <br />管网络里有多个DSP结点，也是不能充分发挥各结点DSP作 <br />用和实现高速处理。连接DSP的网络拓扑结构是多种多样 <br />，最简单的连接方式是总线结构，其它，像超立方体连接 <br />、树状连接和环状连接等等，都各有其特点，也只能根据 <br />应用问题的类型选择相应的连接机构。特别是多个DSP并行 <br />处理系统的管理也是个难题，为此需要考虑内置操作系统 <br />OS功能的管理电路，用于母板，路由器和仲裁器等管理。 <br /> <br /> <br /> 从日本高等学校研究与开发多个DSP并行处理系统中 <br />所遇到技术问题，可以看到问题的性质和在MPP系统里的问 <br />题在本质上是一样的，只是因为目前系统规模还不大，问 <br />题不那么突出罢了。不难想像随着DSP网络拓扑结构规模 <br />的扩大，必然要借鉴更多的MPP新技术。无疑，也必须要研 <br />究DSP并行处理语言和编译程序以及调试软件工具；需要 <br />掌握和理解DSP大规模应用程序；需要研究适合多个DSP并 <br />行处理系统中的结点DSP的体系结构，优化出DSP结构；对 <br />于共享存储器结构，消息传送结构以及DSP互连网络结构， <br />都将需要进行深入研究。难怪，日本武藏工业大学电力信 <br />息研究室的教授曾弥元隆一再大声疾呼，要正确地理解DS <br />P功能，将其用于控制和实时计算，巨型实时计算，要考 <br />虑研制出经得住国际竞争的系统产品。他还着重指出，多D <br />SP网络是国际上近一两年出现的新研究热点，值得注意的 <br />是国际上已把多DSP的网络系统用于VR和CG等领域，日本 <br />应该在这方面有所作为。 <br /> <br /> 三、瞄准CG和VR <br /> <br /> 所谓计算机图像学CG（ComputerGraphics）是研究用 <br />计算机处理图形信息，或者是研究处理人和计算机之间图 <br />形通信等有关的理论和技术叫作计算机图像学CG。众所周 <br />知，传统的方法把要求计算机处理的问题输入到计算机和 <br />获取计算机处理的结果，都采用字母和数码形式。但是， <br />在日常工作、学习和生活中，人们习惯于和图表、图形打 <br />交道，因为这类表达方式直观且方便。随着计算机科学技 <br />术的进步，出现图形输入／输出设备及其相应的图形处理 <br />软件，这也为计算机图形学CG奠定了物质基础。现代计算 <br />机图形学包括图形的输入、图形的生成，图形在机器里的 <br />表示，图形的操作处理以及人机交互图形通信等诸多内容 <br />。 <br /> <br /> 另一方面，美国VPIResearch公司提出虚拟现实VR（V <br />irtualReality）新技术术语并且向市场推出VR系统产品R <br />B2，把数据手套（DataGlove）作为人机接口，头盈式显 <br />示器HMD（HeadMountdeDisplay）后来也作为VR系统的配套 <br />输出设备。VR系统现在也称为人工现实系统AR（Artifici <br />alReali⌨️ 快捷键说明
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